半导体和显示器制造

背景介绍

全球对具有更快计算能力同时又能降低能耗和散热的设备的需求，是现代半导体行业的主要驱动力。为了提高晶体管密度，必须缩小晶体管尺寸。预计到 2022 年，随着 EUV（极紫外）光刻工艺的出现，目前的 14nm/7nm 技术将在商业量产中被 3nm 节点所取代。这种设备每平方毫米含有超过 1 亿个晶体管，单个晶体管的实际尺寸接近于含有几个原子的碳链的分子。任何杂质都会对最终产品产生不利影响。因此，清洁的生产环境对于避免生产过程中出现故障至关重要。

问题

空气中的分子污染物（AMC）是半导体工业生产过程中的一大挑战。它们会导致工艺中断，甚至使批次产品无法继续使用。AMC 的来源多种多样，既有外部的，也有内部的。空气过滤系统能够减少 AMC，但在涉及挥发性有机物和无机成分时可能会失效。
进入洁净室的人员也可能成为污染源。在加工过程中，掺杂剂、酸、碱、溶剂或喷射出的分子物质都是污染物，会严重影响最终产品的质量。气相中需要持续监控的典型杂质包括SO2、NH3、NO2、H2S、PGMEA、PGME、乙酸、IPA、乙醇、乙二醇、THF、TMS、NMP、芳烃和制冷剂等等。
传统的分析方法无法在短时间内得出结果，因为它们通常需要耗费大量时间进行取样和样品制备，然后才能开始实际分析过程。结果可能要在数小时后才能得到，如果流程已经受到影响，就来不及及时干预了。为了避免代价高昂的长时间工艺中断和最终产品故障，对洁净室空气进行连续实时监测已成为必要。因此，用于评估洁净室空气的分析方法不仅要求对所分析的分子具有高特异性，还要求具有极高的灵敏度。

解决方案

V&F 的旗舰产品 AirSense 质谱仪可对广谱（7-519 amu）污染物进行高特异性和超高灵敏度的实时分析。这项专利技术基于离子分子反应质谱法（IMR - MS），这是一种通过电荷转移使样品分子电离的方法。它可用于选择气体基质中的单个分子，也可用于分析整个可能的 AMC 范围内的基质成分。软件可对低 ppb 和 subppb 范围内的浓度变化做出快速反应，并可对现有流程进行及时干预。典型的例子包括洁净室中的 AMC 监测、工具级的成分分析以及晶圆转移过程中前开式通用舱 (FOUP) 中的放气产品控制。

V&F Clean Room Monitoring Semiconductor and Display Production

优势

V&F IMR-MS 多组分分析仪自动化程度高，并配有用户友好型软件。分析仪的特点是反应速度快，无需进行样品气体调节。其坚固耐用的设计保证了高度的稳定性，最大程度地减少了停机时间和维护次数。

亮点

独立或流程集成的自动化解决方案
多点或单点分析
全天候连续实时监测 AMC
同时检测大量 AMC
极高的灵敏度

Reference clients (excerpt)

适用设备

AirSense